确保矢量网络分析仪夹具内器件特性的精度电池测试

确保矢量网络分析仪夹具内器件特性的精度

确保矢量网络分析仪夹具内器件特性的精度 2011年12月10日 来源： 　射频和微波系统中元件和子系统的小型化显著减少了同轴连接器的数量，而用直接印制电路板（PCB）安装来代替同轴连接器。因此，在确定器件的特性时，应与矢量网络分析仪的常用接口相连。测试夹具代替了这类接口并提供了优良的解决方案，但测试夹具结构必须精确设计，且特性为已知。此外，夹具对电路的影响必须从测量结果中除去。夹具还须加以校标准，通常是借助短路-开路-负载-直通（SOLT）校准技术进行校准。为了获得精确、重复的测量结果，全面了解具内测量的过程是重要的。对用来评估移动电话的带通滤波器的夹具进行校准，可以为必须考虑的细节和处理过程提供一个范例。　　用来测试带通滤波器的典型夹具。该夹具的SMA连接器是与网络分析仪的接口，而“Pogo”型连接器则与被测滤波器相连（见图1）。　　夹具内标准　　全套夹具标准由短路器、开路器、负载和直通段组成，且尺寸与被测件相同，所以它们在校准期间可以插入夹具。这样还可以使“Pogo”引脚对标准和被测件均保持相同的触压面积，从而有助于确定测量面。在校准过程中，确定测量面是一个关键因素，因为它决定了分析仪进行测量的位置。因此，仔细确定这个位置能保证在测量结果中不会包含在测量面之前存在的无用的电特性。理想情况下，测量面应处在被测件的射频连接处。　　　短路标准是一块导电材料，开路标准则是一个非导电介质块。负载标准由与短微带线相连的两个并联的100Ω电阻器组成，短微带线的终端与插入夹具时间“Pogo”引脚接触的连接片相连。利用并联电阻器能减小串联电感，因而能改善负载元件性能。直通标准是当插入夹具时同时与两个“Pogo”引脚相连的微带传输线。　　校准标准的特性必须加以确定，这些电气数据确定了校准配件的技术数据必须输入网络分析仪，以便进行所需的误差修正。校准数据包括阻抗、频率、损耗、延迟、边缘电容和电感值。　　确定标准的特性　　为实施校准，首先要端接与测试夹具相配合的连接器的低损耗微波软电缆，必须用适当的校准配件和分析仪的相关校准配件技术数据进行校准。例如Agilent 8720 ES矢量网络分析仪以及85052D校准配件和技术数据文件。然后，将夹具与分析仪相连，将频标放在1 GHz处。由于偏置延迟议程要求在1GHz处测量直通标准的插入损耗，故为了一致，其余的测量也应在1 GHz处完成。开路标准项（C0-C3）在这个频率处的影响可以忽略。　　分析仪的设置如下：　　初始频率 50MHz　　终止频率 20.05GHz　　测量点数 401　　时域工作方式 低通步进　　校准 二端口SOLT　　短路标准定义为具有全反射和180°相移。它规定了测量面所在的位置。短路标准插入夹具，分析仪设定到测量S11，而测量格式则设定到相位。然后，调节端口1和端口延伸，直到在频标处读出180°的相位。将显示的参考值调到180°，以防在±180°处出现跳动，而同时调节端口延伸是有帮助的。得到的值测量面的偏离，应当将其贮存起来供随后使用，因为它是定义其余标准的依据。对于短路器，与测量面的偏离长度为零，因此，偏离损耗和阻抗互不相关。　　开路标准定义为具有全反射而无相移。实际开路由于存在边缘电容而很可能有一些相移。除偏置参数之外，还必须测量边缘电容。将开路标准插入夹具，利用对短路标准确定的值，对端口1仍然保留端口延伸。将分析仪设置到测量S11，最终的格式变为史密斯圆图。　　边缘电容被模拟成校准配件技术数据中的“分路”元件，因此，史密斯圆图的标记应改变为计读导纳（G+jB）。利用1GHz的标记，将记录下边缘电容（Co）。高次边缘电容项C1-C3的值到大约3GHz的频率可忽略不计。边缘电容需输入到校准配件的技术数据中。　　直通标准的偏置参数，包括偏置延迟、偏置阻抗和偏置损耗也必须加以表征。偏置延迟是能过将直通标准放入夹具来测量的，其中有一小部分铜连接夹具来测量的，其中有一小部分铜连接片压在直通段的输出“Pogo”引脚一侧。端口延伸应设置到由短路标准确定的值。这时，便测出S11参数，测试形式转换成相位。同短路标准一样，应调节端口1的端口延伸，真到在频标处读出180°的相位。在这种情况下，使显示的参考值为180°，以避免在±180°处出现跳动，而同时调节端口延伸也可能有帮助。在频标为1 GHz处记录下数值，这个值与对短路标准测得的值之间的差即是偏置延迟。　　将此延迟输入校准配件的技术数据中。　　现在，将分析仪切换到时域低通步进工作方式并测量S11。在时域测量中，测量的格式必须设定到Real(实时)。分析仪将显示线性反射系数，直通标准的偏置阻抗可以由将频标放在两个“Pogo”过渡段之间加以确定。反射系数由方程（1）确定，由该方程

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